磁性旋转位置反馈 · 目标件与系统集成

磁编码器磁环与编码盘

为旋转编码系统设计的多极磁性目标件。围绕传感芯片、安装空间和运行条件,评估磁环或编码盘的尺寸、磁化方向、极对数、码道与安装结构,支持机器人关节、电机及工业设备的旋转位置反馈。

轴向 / 径向磁化
按传感器布局与可用空间选择
单圈增量 / 绝对编码
码道与极数须匹配读数方案
内径、外径与厚度
根据轴系和安装界面评估
样件验证
在目标芯片与实际气隙下确认信号
用于旋转位置检测的双码道多极磁编码盘

磁编码器目标环如何工作

磁环或编码盘随轴旋转,磁传感器读取其磁极形成的磁场变化。目标件、传感芯片、机械装配和解码方式共同决定位置反馈表现,因此磁性目标件不能脱离读数芯片单独按外形选型。

01

磁性目标件

在环形或圆盘形磁性材料上形成一个或多个磁轨,按设计排列交替磁极。目标件可与背板、轮毂或安装基准组合。

02

磁传感器与编码芯片

传感器以规定的方向、距离和气隙读取磁场。芯片的敏感方向、磁极节距、码道数量及算法要求应在目标件设计前确认。

03

信号处理与输出

芯片对磁信号进行插值、角度解算或换相处理,再通过系统支持的接口输出。绝对值、增量式和换相信号属于整套读数方案的能力。

设计要点:检查芯片资料中的磁极节距、磁化方向、推荐气隙、传感器位置和允许的机械公差。磁盘自身的加工与磁化精度,并不等同于整机角度精度。

先选结构:轴向磁化磁盘或径向磁化磁环

磁化方向决定磁极位于盘面还是圆周侧面,也影响传感器的位置和安装空间。结构选择应与编码芯片的检测方向一起确定。

轴向磁化编码盘

磁极沿轴向排列,磁场在盘面方向变化。适合从盘面附近读取磁信号的布局;需为芯片和盘面留出规定间隙,并控制盘面跳动。

  • 确认传感器面向盘面还是侧向读取。
  • 核对内孔、外径、厚度及背板结构。
  • 评估轴向空间、端面跳动与安装平行度。

径向磁化编码环

磁极沿环的圆周方向分布,传感器从环的外圆周或内圆周侧读取。可用于盘面轴向空间受限、传感器需要布置在环周边的组件。

  • 确认传感器读取外圆还是内圆磁场。
  • 确认圆周磁极节距、极对数和感应位置。
  • 评估径向跳动、同心度及周边安装空间。
双码道轴向磁化编码盘结构示例
多极、双码道磁盘结构示例;实际码道与磁化方案需匹配读数芯片。
磁编码器多极磁环结构示例
多极磁环结构示例;磁化方向和传感器方位应按系统设计确认。

增量式与绝对式:由码道和解码方式共同决定

单轨增量检测

以周期性磁极信号计数得到相对位移或角度变化。上电位置通常由控制器计数状态、参考点或回零流程建立,适合系统可以管理初始化位置的应用。

双轨绝对检测

主轨与副轨采用不同的极对数,传感器读取两轨之间的相位关系,由兼容芯片解算单圈绝对位置。常见示例是主轨与副轨相差一个极对,例如 32/31;具体编码规则取决于芯片和算法。

绝对值方案的关键:仅在磁盘上增加第二条磁轨,并不能自动构成绝对编码器。需确认芯片是否支持相应的多轨结构、极对数关系及磁场方向,并用整机样件验证上电角度、重复性和误差。

参考结构参数与芯片匹配

不同传感芯片对应不同的磁极节距和磁场采样方式。下表列出常见资料中出现的节距级别,供前期讨论;不是通用标准,也不代表所有芯片均兼容。

目标件 / 芯片侧信息资料中常见的参考节距设计时应核对
小节距磁编码目标约 1.28 mm芯片指定节距、轨道半径、极对数与传感器位置
中等节距磁编码目标约 1.50 mm磁极宽度定义、磁化均匀性、气隙和信号幅值
较大节距磁编码目标约 2.00 mm目标外径、可布置极数、解码范围及最大转速

节距数值仅用于方案沟通。请以所选编码芯片或传感器的数据手册为准。磁环的内径、外径、厚度及极对数会相互约束;在缩小外径时,需重新评估轨道半径、可用极数和信号质量。

常见轴向盘结构尺寸示例

参考产品资料中的几种组合可帮助理解可配置范围:32/31 极对布局可配约 15–25 mm 内径、27–49 mm 外径和约 1.1–2.0 mm 厚度;64/63 极对布局可见约 35–65 mm 内径、52–85 mm 外径和约 1.1–2.5 mm 厚度。以上是结构示例,不构成苏州欧波福的标准型号或性能承诺,具体可制造尺寸须结合芯片、材料和装配图确认。

磁编码器磁盘与磁环规格清单

以下整理了参考页面列出的磁性目标件材料、磁极节距、极对数与结构尺寸,便于工程师初步比较。表中参考代号及几何数据来自所参考的公开规格资料,仅作方案交叉参考,不代表苏州欧波福的产品料号、现货或供货承诺。最终规格应按编码芯片、图纸和测试结果确认。

磁性材料粘结钕铁硼;资料亦列有铁氧体复合材料选项
参考磁极节距1.28 / 1.50 / 2.00 mm
常见绝对码道主轨/副轨极对数:16/15、32/31、64/63
资料所列环境范围-40 至 +140 °C;需按材料和整机条件核验
性能边界:参考资料报告的剩磁为 160 mT(20 °C)。磁场强度、角度精度、最大转速及接口取决于磁材、芯片、磁化和安装条件;资料中提及的 ±0.05°、BiSS、SSI、SPI、ABZ/UVW 等应视为特定编码系统的能力,不能直接作为单独磁盘的保证值。

轴向磁化编码盘:几何规格参考

Axially magnetized IC-MU encoder disc target
Axially magnetized target example
参考代号*芯片系列 / 节距主轨 / 副轨
(极对)
内径 ID
(mm)
外径 OD
(mm)
厚度
(mm)
A2001600iC-MU200 / 2.00 mm16 / 158241.3
A2003200iC-MU200 / 2.00 mm32 / 312544.51.4
A2003201iC-MU200 / 2.00 mm32 / 3125492.0
A2003202iC-MU200 / 2.00 mm32 / 3131.5492.0
A2003203iC-MU200 / 2.00 mm32 / 3129421.1
A2003204iC-MU200 / 2.00 mm32 / 3130.542.51.1
A2003205iC-MU200 / 2.00 mm64 / 6362851.8
A2006401iC-MU200 / 2.00 mm64 / 6365842.5
A1501600iC-MU150 / 1.50 mm16 / 158181.1
A1503200iC-MU150 / 1.50 mm32 / 311834.51.1
A1503201iC-MU150 / 1.50 mm32 / 312031.51.1
A1503202iC-MU150 / 1.50 mm32 / 3120331.1
A1503203iC-MU150 / 1.50 mm32 / 3120332.0
A1503204iC-MU150 / 1.50 mm32 / 3123351.1
A1503205iC-MU150 / 1.50 mm32 / 3120392.0
A1506400iC-MU150 / 1.50 mm64 / 6347.465.11.1
A1506401iC-MU150 / 1.50 mm64 / 6345642.5
A1506402iC-MU150 / 1.50 mm64 / 6347.464.51.1
A1283200iC-MU / 1.28 mm32 / 3115291.1
A1283201iC-MU / 1.28 mm32 / 311527.21.1
A1283202iC-MU / 1.28 mm32 / 3116.528.51.1
A1286400iC-MU / 1.28 mm64 / 6338561.1
A1286401iC-MU / 1.28 mm64 / 6338521.1
A1286402iC-MU / 1.28 mm64 / 634054.72.0
A1286403iC-MU / 1.28 mm64 / 6335552.5

* 代号沿用参考页面以方便交叉查阅;其系列标识与芯片型号属于第三方标识。

径向磁化编码环:几何规格参考

Radially magnetized IC-MU encoder ring target
Radially magnetized target example
参考代号芯片系列 / 等效节距主轨 / 副轨
(极对)
内径 ID
(mm)
外径 OD
(mm)
主轨 / 副轨极宽
R1286000iC-MU / 1.28 mm 等效32 / 312024.55.625° / 5.806°
R1503000iC-MU150 / 1.28 mm 等效*64 / 6353.159.62.813° / 2.857°

* 以上“等效节距”及极宽定义按参考页面原规格表保留;订制前务必以所用芯片数据手册及供应商确认文件核验。

磁编码器磁盘与磁环选型清单

提供下列参数,可以更快完成目标件结构评估、芯片适配和样件计划。

输入项建议提供的信息对方案的影响
读数芯片 / 传感器厂商、型号、敏感方向、推荐节距和气隙决定磁极规格、码道配置和传感器布置
编码目标增量或绝对;单轨或多轨;极对数或角度分辨需求影响磁轨布局、算法兼容性和转速能力
机械接口内径、外径、厚度、基准面、孔位、背板与固定方式决定磁盘/磁环外形及安装可靠性
磁化方案轴向或径向;外圆或内圆读取;磁极节距决定磁路、传感方向及装配间隙
工作环境转速、温度、振动、油水、粉尘和预期寿命影响材料、封装、固定和验证项目
系统性能角度精度、重复性、分辨率、上电位置和输出接口需要结合芯片、偏心、跳动、气隙及标定共同评估

典型应用场景

机器人关节与协作机器人

中空轴、紧凑空间和上电位置读取是常见要求。重点评估目标件厚度、传感器位置、轴系跳动及关节装配公差。

伺服电机与执行器

依据电机转速、控制策略和芯片输入需求确定极数、信号类型和磁轨布局,并验证高速时的信号质量。

工业转台与旋转平台

围绕内孔通径、角度反馈、重复定位和安装偏心,匹配环形目标件与传感器安装支架。

汽车与工业传动

对温度循环、振动、油污和长期固定提出要求时,应把材料、背板、粘接或机械固定方式纳入验证。

医疗与实验室设备

在有限空间中实现平稳旋转反馈,可根据清洁、噪声和维护要求评估非接触式磁传感架构。

自动化旋转轴

适用于分度机构、转盘和检测设备等位置反馈需求;需结合控制器接口和整机精度预算选型。

从图纸评估到样件验证

01 · 明确系统边界提供传感器型号、轴系结构、目标精度、转速与环境。
02 · 匹配编码结构确认磁化方向、极对数、轨道节距、尺寸和安装方式。
03 · 检查装配公差共同确认气隙、偏心、端跳、同心度和传感器定位。
04 · 进行样件测试在实际芯片和装配条件下检查信号、角度误差及运行稳定性。

若应用需要直线位置反馈,可参考苏州欧波福的直线磁栅尺与磁性编码带产品页面。

常见问题

磁编码器磁环可以单独作为零件使用吗?

可以按项目需求评估磁性目标件的单独供货。目标件必须与指定的读数芯片、气隙和安装结构匹配,建议提供传感器型号和机械图纸。

磁环如何实现单圈绝对位置检测?

常见方案使用具有不同极对数的多条磁轨,由兼容的传感芯片读取轨道相位关系并解算位置。是否支持绝对值输出取决于芯片和编码方案。

轴向磁化和径向磁化有什么区别?

轴向磁化的磁极方向沿轴线,径向磁化的磁极沿圆周方向排列。两者对应不同的传感器位置和磁场读取方向,应按芯片要求和机构空间选择。

给出磁环外径和内径就能确定方案吗?

还需要芯片型号、极对数或节距、磁化方向、厚度、传感器气隙、转速和精度目标。仅凭内外径不足以判断磁场与信号是否合适。

磁性目标件的角度精度是多少?

目标件无法单独代表整机角度精度。最终表现还受芯片、磁化误差、偏心、跳动、气隙、温度和解算方式影响,应在实际装配和规定测试条件下验证。

讨论您的磁编码器目标件需求

请提供芯片型号、目标件图纸或内外径、磁化方向、极对数/码道、转速、精度目标及工作环境。苏州欧波福可据此协助评估磁环或编码盘的结构方案与样件验证要求。

联系苏州欧波福
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